8.2 重力勢能—人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共23張PPT)

1、第八章 機(jī)械能守恒定律8.2 重力勢能必修二必修二 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識重力做功與物體運(yùn)動路徑無關(guān)的特點(diǎn).2.理解重力勢能及重力做功與重力勢能變化的關(guān)系.3.知道重力勢能具有相對性，知道重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)所共有的.4.理解彈性勢能的概念，知道影響彈性勢能大小的相關(guān)因素.重力做的功重力做的功一一導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運(yùn)動到高度為h2的位置B，在這個(gè)過程中，思考并討論以下問題：答案WGmghmgh1mgh2(1)求出圖甲、乙、丙三種情形中重力做的功；(2)重力做功有什么特點(diǎn)？答案物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和

2、終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān).1.重力所做的功WG ，h指初位置與末位置的 .2.重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的 有關(guān)，而跟物體 無關(guān).重力做的功重力做的功一一mgh高度差起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置運(yùn)動的路徑知識深化1.重力做功大小只與重力和物體高度變化有關(guān)，與受到的其他力及運(yùn)動狀態(tài)均無關(guān).2.物體下降時(shí)重力做正功，物體上升時(shí)重力做負(fù)功.3.重力做功的特點(diǎn)可推廣到任一恒力的功，即恒力做功的特點(diǎn)是：與具體路徑無關(guān)，而跟初、末位置有關(guān).例題例題1.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一個(gè)物體到頂端，在下列說法中正確的是（

3、上拉同一個(gè)物體到頂端，在下列說法中正確的是（ ） A沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做的功多沿坡度小，長度大的斜面上升克服重力做的功多 B沿沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C沿沿坡度長，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多坡度長，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 D以以上幾種情況下克服重力所做的功一樣多上幾種情況下克服重力所做的功一樣多D例例2在一足夠高的地方，將一質(zhì)量為在一足夠高的地方，將一質(zhì)量為2kg的小球以的小球以4m/s的初速的初速度豎直上拋，在沒有空氣阻力的情況下，從開始拋出到小球度豎直上拋，在沒有空氣阻力的情況下，從

4、開始拋出到小球下落的速度達(dá)到下落的速度達(dá)到4m/s的過程中，外力對小球做的功為的過程中，外力對小球做的功為( )A、32J B、16J C、8J D、0 D例3 3如圖3所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下，經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達(dá)的D點(diǎn)時(shí)，速度為零，在這個(gè)過程中，重力做功為(重力加速度為g)圖圖3方法總結(jié)計(jì)算重力做功時(shí)，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WGmgh即可，無需考慮中間的復(fù)雜運(yùn)動過程.情境：情境：如圖所示，打夯時(shí)，夯錘被高高舉起，然后砸向地面，設(shè)夯錘質(zhì)量為如圖所示，打夯時(shí)，夯錘被高高舉起，然后砸向地面，設(shè)夯錘質(zhì)量為m m（1 1）選擇地面為參考平

5、面，）選擇地面為參考平面，夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯錘從地面被夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯錘從地面被舉高舉高h(yuǎn) h米后的重力勢能是多少？米后的重力勢能是多少？（2 2）選擇離地面高度）選擇離地面高度h h處為參考平面，處為參考平面，夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯錘在錘在h h米處的重力勢能是多少？米處的重力勢能是多少？答案：答案：（1 1）0 mgh 0 mgh （2 2）-mgh 0 -mgh 0 重力勢能重力勢能二二1.重力勢能.(1)表達(dá)式：Ep .(2)單位： ；符號： .2.重力勢能的特性(1)重力勢能是地球與物體所組成的“ ”所共有的，而

6、不是地球上的物體單獨(dú)具有的.mgh焦耳J系統(tǒng)(2)重力勢能的相對性：Epmgh中的h是物體重心相對 的高度.選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是 的，但重力勢能的差值 .(后兩空選填“相同”或“不同”)參考平面不同相同3.參考平面(1)參考平面：物體的重力勢能總是相對于 來說的，這個(gè) 叫作參考平面，在參考平面上物體的重力勢能取為 .(2)物體在參考平面上方，重力勢能為 值；物體在參考平面下方，重力勢能為 值.(3)參考平面的選取是任意的，一般以 為參考平面。某一水平面水平面0正負(fù)大地例4 4如圖，桌面距地面的高度為0.8 m，一小球(可看成質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架

7、上，則：(g取10 m/s2)所選的參所選的參考平面考平面小球在小球在A點(diǎn)的重力點(diǎn)的重力勢能勢能小球在小球在B點(diǎn)的重力點(diǎn)的重力勢能勢能整個(gè)下落整個(gè)下落過程中重過程中重力做的功力做的功整個(gè)下落整個(gè)下落過程中重過程中重力勢能的力勢能的變化量變化量桌面桌面地面地面（1）若小球由A點(diǎn)下落到地面B點(diǎn)，完成下表81624減少減少2424024減少減少24例4 4如圖，桌面距地面的高度為0.8 m，一小球(可看成質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，則：(g取10 m/s2)所選的參所選的參考平面考平面小球在小球在A點(diǎn)的重力點(diǎn)的重力勢能勢能小球在小球在B點(diǎn)的重力點(diǎn)的重力勢能勢能整個(gè)上升整個(gè)上

8、升過程中重過程中重力做的功力做的功整個(gè)整個(gè)上升上升過程中重過程中重力勢能的力勢能的變化量變化量桌面桌面地面地面（2）若小球由B點(diǎn)上升到A點(diǎn)，則表格應(yīng)是81624增加增加2424024增加增加24（3）若下落時(shí)有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)是否應(yīng)該改變？你還有什么收獲？重力做功與重力做功與重力勢能的關(guān)系重力勢能的關(guān)系三三重力做功與重力勢能之間的關(guān)系：WG .(1)當(dāng)物體由高處運(yùn)動到低處時(shí)，重力做 功，重力勢能 ；即WG0，Ep1 Ep2.(2)當(dāng)物體由低處運(yùn)動到高處時(shí)，重力做 功，重力勢能 ；即WG0，Ep1 Ep2.重力做功具有決對性，與高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)重力做功具有決對性，與高度差有關(guān)，與路徑

9、無關(guān)重力勢能具有相對性，與所選擇的參考平面有關(guān)重力勢能具有相對性，與所選擇的參考平面有關(guān)Ep1Ep2正減小負(fù)增加例例5.選擇不同的參考平面，物體在某一位置的重力勢能和選擇不同的參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量某一過程中重力勢能改變量( ) A、都具有不同的數(shù)值、都具有不同的數(shù)值 B、都具有相同的數(shù)值、都具有相同的數(shù)值 C、前者具有相同的數(shù)值，、前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值后者具有不同的數(shù)值 D、前者具有不同的數(shù)值，后者具有相、前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值同的數(shù)值D例例6.（多選）下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是（多選）下列關(guān)于重力勢能的說法中正確

10、的是( )A、重力勢能是物體和地球所共有的、重力勢能是物體和地球所共有的B、重力勢能的變化，只跟重力做功有關(guān)系，和其它力做功、重力勢能的變化，只跟重力做功有關(guān)系，和其它力做功多少無關(guān)多少無關(guān)C、重力勢能是矢量，在地球表面以下為負(fù)、重力勢能是矢量，在地球表面以下為負(fù)D、重力勢能的增量等于重力對物體做的功、重力勢能的增量等于重力對物體做的功BD例例7.用繩子吊起質(zhì)量為用繩子吊起質(zhì)量為M的物體，當(dāng)物體以加速度的物體，當(dāng)物體以加速度a勻加速勻加速上升上升H的高度時(shí)，物體增加的重力勢能為（的高度時(shí)，物體增加的重力勢能為（ ）A、MgH B、HgH+Mga C、M(g-a) D、MgaA情境：情境：如圖所

11、示，某人正在用拉力器鍛煉臂力如圖所示，某人正在用拉力器鍛煉臂力彈性勢能彈性勢能四四導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，物體與彈簧相連，物體在O點(diǎn)時(shí)彈簧處于原長，把物體向右拉到A處靜止釋放，物體會由A向A運(yùn)動，A、A關(guān)于O點(diǎn)對稱，則：(1)物體由A向O運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案正功減少(2)物體由O向A運(yùn)動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案負(fù)功增加(3)在A、A處彈性勢能有什么關(guān)系？答案相等知識深化1.1.對彈性勢能的理解2.2.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系(1)關(guān)系：彈力做正功時(shí)，彈性勢能減少，彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢能增加，并且彈力做多少功，彈性勢能就減少多少.(2)表達(dá)式：W彈EpEp1Ep2.(1)彈性勢能產(chǎn)生的原因：物體發(fā)生了彈性形變；各部分間的彈力作用(2)彈簧彈性勢能的影響因素：彈簧的形變量x；彈簧的勁度系數(shù)k例8.關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是A.當(dāng)彈簧變長時(shí)，它的彈性勢能一定增大B.當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢能一定減小C.若選彈簧自然長度時(shí)的彈性勢能為0，則其他長度的彈性勢能均為正值D.若選彈簧自然長度時(shí)的彈性勢能為0，則伸長時(shí)彈性勢能為正值，壓縮時(shí)彈性勢能為負(fù)值解析如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長且未恢復(fù)到原長前，它